Расчет анкера на вырыв: Как рассчитать анкер

Как рассчитать допустимую нагрузку на анкерный болт (анкер)?

Как рассчитать допустимую нагрузку на анкерный болт Компания «Тандем»

Анкерные крепления очень надежные, поэтому их часто применяют в строительстве и ремонте. С их помощью удается надежно фиксировать и удерживать различные конструкционные элементы.

Использование анкеров и возможные разрушения

Примеры использования такого крепления:

• фиксация арматурной решетки и других конструкций на бетонных основаниях.
• крепление различных деталей к стене, представляющей из себя сэндвич из нескольких по структуре и плотности слоев.
• монтаж конструкций, на которые будут воздействовать нагрузки на скручивание и вырывание.

Выбирая тип и размер анкера, требуется учитывать свойства основания и предполагаемые на нагрузки на крепеж.

Первый тип разрушения – выдергивание крепежа с частью стены из-за её слабой структуры. Поэтому требуется устанавливать длинные анкера, чтобы они глубоко входили в основание и лучше в нем фиксировались.

Например, часто при забивании клинового анкера на 1/3 длины в твердую стену, остальные его 2/3 способны выдерживать нагрузку от устанавливаемой газобетонной и деревянной конструкции. Анкерные болты без свободной длины используют для фиксации листового металла толщиной до 5 мм, который оказывает значительную нагрузку на крепеж из-за большой массы.

Таблица для расчета клинового анкера, учитывающая толщину монтируемого элемента и требуемую глубину установки крепежа, при которой он будет способен выдерживать определенную вырывающую силу указана в этой статье.

Второй тип разрушения возникает при неточном подборе типа и размера анкера – деформация крепежа, который остается на месте. То есть гнется расположенная снаружи часть анкера.  

Многое зависит от прочности материала, из которого сделан крепёж. Если на него будут воздействовать существенные нагрузки и дело касается ответственной конструкции, то нужно устанавливать анкера из высокопрочной стали.

Сегодня на рынке стройматериалов продают анкера китайского и европейского производства, причем разница у них значительная! Конечно, в некоторых конструкциях можно использовать более доступные по цене крепежи. Если же вы возводите что-то «для себя» или в подписанном подрядном договоре указаны строгие требования, то нужно обязательно использовать высококачественные анкера. Это обезопасит вас, от неприятных последствий и позволит добиться требуемого результата.

Расчет параметров анкера

Как говорилось выше, необходимо принимать во внимание все предполагаемые нагрузки. Они бывают статические и динамические. К первым относят массу монтируемой на анкеры конструкции, а ко вторым импульсивные и ударные нагрузки, которые будут воздействовать на крепеж в ходе эксплуатации.

Чтобы конструкция была надежной и долговечной, нагрузка на крепление не должна составлять больше 25% от расчётной.

Разберем расчет на простом примере

Требуется навесить на стену шкаф. Его вес с кухонными принадлежностями составляет 100 кг. В соответствие с этой массой анкер должен без проблем выдержать 4 массы данного шкафа:

Р = m (вес навешиваемого элемента, кг) × 4 (норма описанного правила) × g (ускорение свободного падения = 9,81 м/с²)

P = 100 кг × 4 × 9,81 м/с² = 3 924 кг х м/с²,

а кг × м/с² = Н (Ньютон), что в результате равняется 3,924 кН

При наличии на стене допустимых дефектов (трещин и т.д.) рассчитанную нагрузку требуется помножить на 0,6. Таким образом анкер в нормальной стене выдержит 3,924 kН, а в поврежденной 2,35 kН.

Для определения нагрузки на узел нужно использовать эту формулу:

M = m x g x l

Параметры анкеров

Ниже можно ознакомится с таблицами для анкерного болта и клинового анкера, из которых можно взять расчетные усилия на вырыв и срез с учетом материала изготовления основания и диаметра крепления.

Технические характеристики клинового анкера

Диаметр анкера, мм		М6	М8	М10	М12	М16	М20
Бетон В20 без трещин	Расчётное усилие на вырыв, kН	4,20	6,00	10,70	13,30	23,30	33,30
	Расчётное усилие на срез, kН	4,00	7,30	11,60	16,80	31,40	49,00
Бетон В20 растянутая зона, с раскрывающимися трещинами	Расчётное усилие на вырыв, kН	2,20	3,30	6,00	8,00	16,70	20,00
	Расчётное усилие на срез, kН	4,00	7,30	11,60	16,80	31,40	49,00

 

Технические характеристики анкерного болта

Размер анкера, мм		М6,5	М8	М10	М12	М14	М16	М20
Бетон В20	Расчётное усилие на вырыв, kН	0,7	1,4	2,1	2,8	3,1	4,2	5,6
	Расчётное усилие на срез, kН	1,1	2,5	4,5	7,3	8	8,8	10,5
Кирпич М150	Расчётное усилие на вырыв, kН	0,4	0,5	0,6	0,8	0,85	0,9	–
	Расчётное усилие на срез, kH	0,65	1	1,2	1,6	1,7	1,8	–

 

Технические параметры рамного анкера

Размер рамного анкера		MF 8	MF 10
Диаметр бура, мм		8	10
min глубина установки, мм		45	50
min глубина отверстия, мм		глубина установка + 5 см
Момент затяжки, Нм		4	8
Шлиц		Pz 2	Pz 3
Расчётная нагрузка в бетоне В20	на вырыв, kH	1,4	1,7
	на срез, kH	0,4	0,5
Расчётная нагрузка в полнотелом кирпиче М150	на вырыв, kH	0,6	0,8
	на срез, kH	0,4	0,5
Расчётная нагрузка в пустотелои кирпиче М150	на вырыв, kH	0,4	0,5
	на срез, kH	0,2	0,3
Расчётная нагрузка в ячеистом бетоне В3,5	на вырыв, kH	–	0,1
	на срез, kH	–	0,1

 

Третье разрушение возникает при неточном выборе рамного анкера – деформация по границе его сцепления с основанием. Он выдергивается из отверстия из-за значительных динамических нагрузок. Ему недостаточно длины для удержания, прикрепленного элемента, даже при его небольшом весе.

С помощью нижней таблицы можно определить подходящий размер рамного анкера, зная характеристики монтируемой конструкции и величину нагрузок, которые она будет оказывать на крепление в процессе эксплуатации.

В общем, для подбора анкера, требуется учесть материал, из которого сделано основание, а также тип и величину предполагаемых нагрузок на него. При помощи размещенных выше формул и таблиц любой человек может самостоятельно подобрать крепеж для любого конкретного случая.

Дата публикации: 11.07.2022

Нагрузки для анкерных болтов – Висма-Строй

Подбор крепежа

• 24.11.2022
• Опубликовано vismadmin

24 Ноя

Анкерные болты – возможно, самый прочный из доступных на массовом рынке вариантов крепежа. Появление анкеров стало своего рода мини-революцией в строительстве. Использовать их просто, держат они хорошо. Но перед использованием важно знать – какую нагрузку может нести изделие, какое количество и в каких размерах требуется для тех или иных видов работ.

При выборе анкерного болта важно уделять внимание как минимум двум факторам:

• расчет анкера на вырыв
• несущая способность анкерного крепежа

Расчет анкера на вырыв

Понятно, что анкерами крепятся массивные предметы. Однако от поверхности и от расположения самого предмета зависит и расчетная величина. Так, крепление на стену из монолитного бетона предполагает максимальную нагрузку в 350 кг. Если же крепление монтируется в ячеистый бетон, то показатель нагрузки снижается до 230 кг.

Расчет анкерных болтов нормируется СНиП. Ниже представлена таблица сопротивлений анкерных болтов на вырыв в зависимости от типа стали.

Диаметр резьбы	Площадь сечения	Расчетное усилие на болт, МН (тс), при марке стали
болтов d, мм	резьбы Asa, см2	Вст3кп2		09Г2С		10Г2С
М10	0,523	0,00722	0,72	0,00920	0,94	0,00947	0,97
М12	0,768	0,01061	1,10	0,0135	1,39	0,0139	1,43
М16	1,44	0,0199	2,06	0,0253	2,61	0,0261	2,68
М20	2,25	0,0310	3,22	0,0396	4,08	0,0408	4,18
М24	3,24	0,0448	4,63	0,0541	5,87	0,0587	6,02
М30	5,19	0,0717	7,42	0,0914	9,39	0,0939	9,64
М36	7,59	0,1048	10,85	0,1301	13,33	0,1301	13,33
М42	10,34	0,1428	14,76	0,1772	18,19	0,1772	18,19
М48	13,80	0,1905	19,71	0,2366	24,26	0,2366	24,26
М56	18,74	0,2588	26,76	0,3212	33,05	0,3212	33,05
М64	25,12	0,3468	35,90	0,4187	43,05	0,4067	41,90
М72	32,23	0,4450	46,00	0,5371	55,24	0,5218	53,71
М80	40,87	0,5644	58,38	0,6811	70,10	0,6617	68,10
М90	53,68	0,7413	76,67	0,8691	89,43	0,8691	89,43

Определение несущей способности

Если в случае с расчетом на вырыв внимание уделяется основанию, на которое монтируется крепеж, то при определении несущей способности оценивается качество самого болта. Наиболее прочным (и самым дорогим) считается анкерный болт из нержавеющей стали. Болты из оцинкованной стали также хорошо зарекомендовали себя – крепить лаги или монтировать тренажеры на них стало обычной практикой.

При расчете несущей способности анкера важно оценить сложность и особенности нагрузок: ударные, импульсивные, гармонические, статические нагрузки. Важно помнить базовое правило: нагрузка на анкер не должна превышать 25% от вырывающей силы. Но это при условии однородного основания. Если же в стене имеются трещины, то допустимую нагрузку на вырывание следует увеличить на 0,6.

Прочность на выдергивание анкерных болтов — электронные таблицы CivilWeb

Прочность на выдергивание анкерных болтов описывает сопротивление анкеров выдергиванию болтов из строя. В электронной таблице расчета анкерных болтов для бетона CivilWeb рассчитывается прочность анкерных болтов на выдергивание в соответствии со стандартом BS EN 1992-4 в рамках полной процедуры проектирования анкерных болтов в бетоне.

Отказ от выдергивания болта может произойти как в залитых анкерах, так и в механических анкерах. Для литых креплений это происходит, когда связь между бетоном и анкерным болтом разрушается, и болт вырывается из бетона. Обратите внимание, что это не разрушение бетонного конуса бетона, а нарушение связи. Для механических креплений это происходит, когда механическое устройство выходит из строя и позволяет вытащить болт из бетона.

Прочность на выдергивание анкерных болтов —

Закладные болты

Для закладных анкеров расчетное сопротивление вытягиванию (N _Rd,p ) должно быть больше, чем сила растяжения (N _Ed ), как показано ниже.

Характеристика Сопротивление выдергиванию (N _Rk,p )

Ограничено давлением бетона под головкой болта. Это можно рассчитать, используя приведенное ниже уравнение;

Несущая зона головки (A

_h )

Это можно рассчитать по размерам головки и болта.

Диаметр головки анкера (d

_h ), диаметр болта (d)

Данные можно взять из информации производителя.

Характеристика кубической прочности бетона (

f _{ck, куб} )

Данные можно получить из испытаний, проведенных во время заливки бетона, или из проектной информации.

Ψ

_ucr,N

Это зависит от того, растрескался бетон или нет. Для бетона без трещин Ψ _ucr,N = 1,4, для бетона с трещинами Ψ _ucr,N = 1,0. Здесь дается объяснение определения бетона с трещинами и бетона без трещин.

Частичный коэффициент запаса прочности для разрушения болта при выдергивании (

γ _Mp )

Это частный коэффициент, используемый для всех разрушений бетона. Подробно это описано здесь.

Расчеты для проверки конструкции — механические анкеры

Для механических анкеров Сопротивление вытягиванию (N _Rd,p ) должно быть больше силы растяжения (N

Ed ), как показано ниже.

Характеристическое сопротивление выдергиванию (N _Rk,p )

Значение характеристического сопротивления выдергиванию для крепежа предоставляется производителем.

Частичный запас прочности при отказе болта при вытягивании (

γ _Mp )

Этот частичный запас прочности рассчитывается по приведенной ниже формуле, которая зависит от качества установки.

Частичный запас прочности для бетона (

γ _c )

Подробно здесь. Обычно рекомендуется значение 1,5.

Электронная таблица проектирования бетонных анкеров CivilWeb завершает приведенные выше подробные расчеты и представляет результаты вместе с серией расчетных графиков, показывающих проектировщику чувствительность ключевых параметров конструкции, а также приемлемость предлагаемого анкерного крепления в соответствии со стандартом BS EN 1992- 4.

Получите копию таблицы проектирования бетонных креплений CivilWeb всего за 20 фунтов стерлингов.

Загрузить бесплатную пробную версию

Чтобы опробовать полнофункциональную бесплатную пробную версию этого программного обеспечения, нажмите здесь или введите свой адрес электронной почты ниже, чтобы подписаться на нашу рассылку новостей.

Технические характеристики вставных анкеров

Приобрести вставные анкеры

Существуют многочисленные технические характеристики, которые необходимо учитывать при использовании вставных анкеров для бетона. Учитываются диаметр и тип материала, длина внутренней резьбы, минимальное расстояние до края и требуемый размер отверстия. Вставной анкер для бетона — отличный вариант крепежа при работе с заподлицо. Размер вставного анкера соответствует диаметру стандартного стержня с резьбой UNC или болта, используемого с этим крепежным элементом. Как только все эти факторы будут определены, вы можете найти ожидаемые значения удержания в технической информации ниже.

Длина:
При установке анкера заподлицо с основным материалом: Чтобы определить минимальную требуемую длину болта, добавьте длину внутренней резьбы анкера, толщину закрепляемого материала, а также толщину любой шайбы. быть использованным.

При более глубокой установке анкера в бетон:
Определите минимальную длину болта выше и добавьте дополнительную глубину к минимальной длине анкера.

Интервал:
Силы на забивном анкере передаются на материал, в котором он установлен. Если анкеры установлены слишком близко друг к другу, это может привести к взаимодействию сил, что снизит их удерживающую способность. Минимальное расстояние между анкерами и минимальные краевые расстояния для вставных анкеров следующие:

1/4 дюйма	3-1/2″	1-3/4″
3/8 дюйма	5-11/16″	2-13/16″
1/2″	7 дюймов	3-1/2″
5/8″	8-5/16″	4-1/8 дюйма
3/4″	10-1/2″	5-1/4 дюйма

Если вибрация или внезапный удар являются частью условий нагрузки, расстояние следует увеличить.

Техническая информация: Значения предельной нагрузки для бетона 2000 фунтов/кв. Минимальное крепление Макс. Момент затяжки Сверло Выдвижной элемент (фунты) 1/4” 1” 5 футов/фунтов. 3/8” 939 3/8” 1-9/16” 10 футов/фунтов. 1/2” 1560 1/2” 2 дюйма 20 футов/фунтов. 5/8” 3105 5/8” 2-1/2” 30 футов/фунтов. 7/8” 3323 3/4” 3-3/16” 40 футов/фунтов. 1” 6678

Приведенные значения являются средними максимальными значениями и предлагаются только в качестве ориентира и не гарантируются.